CN111330447A - 一种荷正电复合纳滤膜、及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种荷正电复合纳滤膜，所述荷正电复合纳滤膜包括基膜和荷正电纳滤选择层，所述荷正电纳滤选择层由季铵化聚乙烯亚胺提供正电基团，其中季铵化聚乙烯亚胺的季胺化率为1～50％。本发明首先将聚乙烯亚胺进行季胺化改性，季胺化提高了聚乙烯亚胺的荷正电强度，且增强了材料的亲水性，然后将季铵化聚乙烯亚胺作为胺类反应单体和均苯三甲酰氯进行界面聚合反应，制备荷正电复合纳滤膜。本发明荷正电复合纳滤膜具有适中的水通量和优秀的氯化镁、氯化钠的截留率，相对于未改性的聚乙烯亚胺纳滤膜，表现出更好多价阳离子过滤效率和更好的亲水性。本发明荷正电复合纳滤膜，结构稳定，可控性强，制膜方法简单，分离性能优秀。

Description

一种荷正电复合纳滤膜、及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种荷正电复合纳滤膜、及其制备方法和应用。
背景技术
水资源紧缺和水体污染成为日益严峻的社会问题，所以必须加强对水资源的保护与合理利用，发展苦咸水与海水淡化技术，对生活和工业废水进行回收与再利用。膜分离技术作为一种高效节能环保的水处理技术，成为解决水资源紧缺及水体污染的重要手段。纳滤是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术，通常纳滤膜截留分子量为200～1000Da，有效膜孔径在0.5～2nm。在Donnan效应与孔径筛分效应的协同作用下，纳滤膜对单价盐的截留率不高，而对多价离子和有机物分子(分子量>300)有较高的截留。因其具有操作压力低、无相变、分离效率高及运行成本低等优点，广泛地应用于饮用水制备、污水处理、化工、制药和食品等领域。根据膜表面荷电性的不同，可将纳滤膜分为荷正电纳滤膜、电中性纳滤膜和荷负电纳滤膜。
目前商用纳滤膜以荷负电为主，无法对多价阳离子和阳离子小分子进行有效分离。依据Donnan效应，制备表面含有一种或几种胺(伯、仲、叔胺和季铵基团)的荷正电纳滤膜是实现对上述物质高效分离的有效手段。
聚乙烯亚胺(PEI)，作为一种重要的多胺类荷正电聚电解质，与其他含胺或含季铵基团的荷正电纳滤膜材料(壳聚糖及其衍生物、聚六亚甲基胍、聚烯丙基胺、聚酰胺胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯等)相比，其具有亲水性好、高荷电密度及反应活性等优点，且价格适中。但是，聚乙烯亚胺中不含有季铵集团，其分子链上的伯、仲、叔胺基团的比例一般为1：2：1，以聚乙烯亚胺为多胺类荷正电聚电解质制作的纳滤膜对于多价阳离子和阳离子小分子的分离效果较差。
为了解决以上问题，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种荷正电复合纳滤膜、及其制备方法。本发明制备的荷正电复合纳滤膜其优势显著：首先，纳滤是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术，其具有操作压力低、无相变、分离效率高及运行成本低等优点。本发明在此基础上提高了纳滤对于多价阳离子和阳离子小分子的分离效果，同时也显著提升了氯化钠等单价盐的分离效果。而且结构稳定，可控性强，制膜方法简单。
本发明第一方面提供一种荷正电复合纳滤膜，所述荷正电复合纳滤膜包括基膜和荷正电纳滤选择层，所述荷正电纳滤选择层由季铵化聚乙烯亚胺提供正电基团，其中所述季铵化聚乙烯亚胺的季胺化率为1～50％。
优选地，所述基膜为聚砜、聚醚砜和聚丙烯腈超滤膜。
优选地，所述季铵化聚乙烯亚胺分子量为200～200000，所述季铵化聚乙烯亚胺中伯胺基团、仲胺基团、叔胺基团和季铵基团的比例为1：5：1：3。
本发明第二方面一种本发明第一方面所述的荷正电复合纳滤膜的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将季铵化聚乙烯亚胺、活化类物质、缚酸剂和表面活性剂溶解于第一溶液中，得到第一反应溶液；
(2)将酰氯类单体溶解于第二溶液中，得到第二反应溶液；
(3)将第一反应溶液施加于基膜表面，保持第一时间后，将残留的第一反应溶液倒出，得到具有第一反应溶液的基膜；再将第二反应溶液施加于具有第一反应溶液的基膜表面进行界面聚合反应，保持第二时间后，将残留的第二反应溶液倒出，得到具有第一反应溶液和第二反应溶液的基膜；最后将具有第一反应溶液和第二反应溶液的基膜放置到烘箱中进行热复合，得到所述荷正电复合纳滤膜。
优选地，步骤(1)中所述第一溶液与步骤(2)中所述第二溶液彼此不互溶；步骤(1)中所述第一溶液为水；步骤(2)中所述第二溶液为正己烷、正庚烷或正十二烷。
优选地，步骤(1)中活化类物质选自活化金属或4-二甲氨基吡啶(DMAP)，所述活化金属选自铝、锌、铁；所述缚酸剂选自三乙胺、氢氧化钠；所述表面活性剂苄基三甲基氯化铵、樟脑磺酸、十二烷基苯磺酸钠。
优选地，步骤(1)中所述第一反应溶液中季铵化聚乙烯亚胺质量浓度为0.5～5％；所述活化类物质为活化金属时，所述活化类物质的质量浓度为0.001～0.01％；所述活化类物质为有机物4-二甲氨基吡啶时，所述活化类物质的质量浓度为0.005～0.02％；所述缚酸剂的质量浓度为0.01～0.05％；所述表面活性剂的质量浓度为0.005～0.02％。
优选地，步骤(2)中酰氯类单体是均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯；步骤(2)中所述第二反应溶液中酰氯类单体质量浓度为0.005～0.05％。
优选地，步骤(3)中所述将第一反应溶液施加于基膜表面，其保持第一时间为保持10～640s；步骤(3)中所述将第二反应溶液施加于具有第一反应溶液的基膜表面进行界面聚合反应，其保持第二时间为保持5～320s；热复合温度为30～120℃，热复合时间为10～600s。
在上述制备方法中，本发明首先将聚乙烯亚胺进行季胺化改性，然后将其作为反应单体和均苯三甲酰氯进行界面聚合反应，制备了荷正电复合纳滤膜。季胺化提高了聚乙烯亚胺的荷正电强度，且增强了材料的亲水性，但是季胺化聚乙烯亚胺作为原料，在实际的荷正电复合纳滤膜制备过程中会产生两个问题：1.季胺化导致原料伯、仲胺基团减少，增强了空间位阻效应。2.季胺化导致原料分子量增大，减少了进入基膜膜孔中的胺类单体量，以上两个问题导致季胺化聚乙烯亚胺难以进入基膜内部。针对季胺化聚乙烯亚胺的不足，本发明在荷正电复合纳滤膜制备过程中添加了两种物质：第一种是活化类物质和缚酸剂，其用于降低空间位阻效应和增强反应效率。第二种是表面活性剂类，其用于增强胺类单体量进入基膜膜孔的效率，从两个方面克服季胺化聚乙烯亚胺难以进入基膜内部问题。
本发明第三方面提供一种所述的荷正电复合纳滤膜的应用，所述荷正电复合纳滤膜作为含多价阳离子和阳离子小分子型水淡化膜使用，即所述荷正电复合纳滤膜具备水处理功能。
所述多价阳离子主要有氯化镁、氯化钙、硫酸镁等包含二价及以上金属阳离子无机盐，阳离子小分子主要是分子量为1000以下的碱性染料，抗生素，例如维多利亚蓝B、半二甲酚橙、孟加拉红、结晶紫和多肽类抗生素等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明首先将聚乙烯亚胺进行季胺化改性，从而使聚乙烯亚胺的季胺化率为1～50％，季胺化提高了聚乙烯亚胺的荷正电强度，且增强了材料的亲水性。
2、季胺化提高了聚乙烯亚胺的荷正电强度，且增强了材料的亲水性，但是季胺化聚乙烯亚胺作为原料，在实际的荷正电复合纳滤膜制备过程中会产生两个问题：第一是季胺化导致原料伯、仲胺基团减少，增强了空间位阻效应。第二是季胺化导致原料分子量增大，减少了进入基膜膜孔中的胺类单体量，以上两个问题导致季胺化聚乙烯亚胺难以进入基膜内部。针对季胺化聚乙烯亚胺的不足，本发明在荷正电复合纳滤膜制备过程中添加了两种物质：第一种是活化类物质和缚酸剂，其用于降低空间位阻效应和增强反应效率。第二种是表面活性剂类，其用于增强胺类单体量进入基膜膜孔的效率，从两个方面克服季胺化聚乙烯亚胺难以进入基膜内部问题。
3、本发明将季铵化聚乙烯亚胺作为胺类反应单体和均苯三甲酰氯进行界面聚合反应，制备了荷正电复合纳滤膜。本发明荷正电复合纳滤膜的水通量为5.5Lm-2h-1bar-1，其对氯化镁、氯化钠的截留率分别为98.4％和80.3％，即具有适中的水通量和优秀的氯化镁、氯化钠的截留率，相对于未改性的聚乙烯亚胺纳滤膜，表现出更好多价阳离子过滤效率和更好的亲水性，所以在实际应用过程中表现出了更好的分离效果。
4、本发明荷正电复合纳滤膜制备方法简单，可控性强，纳滤性能优秀。
附图说明
图1为实施例3制备的荷正电复合纳滤膜样品3表面形貌SEM图；
图2为实施例3制备的荷正电复合纳滤膜样品3截面形貌SEM图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。
本文使用的近似语在整个说明书和权利要求书中可用于修饰任何数量表述，其可在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下准许进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围界限可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方中指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表达在所有情况下都应被理解为受到词语“约”的修饰。
以商业采购的聚醚砜基膜作为用于以下对比例和实施例中的基膜。
对比例
本对比例为荷负电复合纳滤膜对比样1的制备，其中荷负电复合纳滤膜对比样1中荷负电纳滤选择层以哌嗪为原料提供负电基团。
配制3wt％的哌嗪水相溶液，搅拌，直至完全溶解，作为第一相；
配制0.05wt％的均苯三甲酰氯有机相溶液，有机溶剂为正己烷，作为第二相；
将聚醚砜基膜固定在自制的PTFE界面聚合模具上，倒入一定量的第一相溶液浸没膜表面，使其与表面接触100秒，取出，然后用橡胶辊滚压聚醚砜支撑膜，去除多余的溶液，倒入等量的第二相，浸泡100秒，待反应完成后用正己烷溶液冲洗表面，放入80℃鼓风烘箱中热复合5min后取出得到荷正电复合纳滤膜样品1，将其保存在纯水中备用。
实施例1
本实施例为荷正电复合纳滤膜样品1的制备，其中荷正电复合纳滤膜样品1中荷正电纳滤选择层由聚乙烯亚胺提供正电基团。
配制3wt％的聚乙烯亚胺水相溶液，搅拌，直至完全溶解，作为第一相；
配制0.05wt％的均苯三甲酰氯有机相溶液，有机溶剂为正己烷，作为第二相；
将聚醚砜基膜固定在自制的PTFE界面聚合模具上，倒入一定量的第一相溶液浸没膜表面，使其与表面接触100秒，取出，然后用橡胶辊滚压聚醚砜支撑膜，去除多余的溶液，倒入等量的第二相，浸泡100秒，待反应完成后用正己烷溶液冲洗表面，放入80℃鼓风烘箱中热复合5min后取出得到荷正电复合纳滤膜样品1，将其保存在纯水中备用。
实施例2
本实施例为荷正电复合纳滤膜样品2的制备，其中荷正电复合纳滤膜样品2中荷正电纳滤选择层由季铵化聚乙烯亚胺提供正电基团。
本实施例对聚乙烯亚胺进行季铵化的方法：使用环氧丙烷对原料聚乙烯亚胺叔胺化，然后使用氯化苄对叔胺化聚乙烯亚胺进行季胺化改性。
配制3wt％的季铵化聚乙烯亚胺水相溶液，搅拌，直至完全溶解，作为第一相；
配制0.05wt％的均苯三甲酰氯有机相溶液，有机溶剂为正己烷，作为第二相；
将聚醚砜基膜固定在自制的PTFE界面聚合模具上，倒入一定量的第一相溶液浸没膜表面，使其与表面接触100秒，取出，然后用橡胶辊滚压聚醚砜支撑膜，去除多余的溶液，倒入等量的第二相，浸泡100秒，待反应完成后用正己烷溶液冲洗表面，放入80℃鼓风烘箱中热复合5min后取出得到荷正电复合纳滤膜样品2，将其保存在纯水中备用。
实施例3
本实施例为荷正电复合纳滤膜样品3的制备，其中荷正电复合纳滤膜样品3中荷正电纳滤选择层由季铵化聚乙烯亚胺提供正电基团。
本实施例对聚乙烯亚胺进行季铵化的方法同实施例2。
配制质量分数为3wt％的季铵化聚乙烯亚胺、0.01wt％的DMAP、0.03wt％的三乙胺、0.005wt％的十二烷基苯磺酸钠的水相溶液，搅拌，直至完全溶解，作为第一相；
配制0.05wt％的均苯三甲酰氯有机相溶液，有机溶剂为正己烷，作为第二相；
将聚醚砜基膜固定在自制的PTFE界面聚合模具上，倒入一定量的第一相溶液浸没膜表面，使其与表面接触100秒，取出，然后用橡胶辊滚压聚醚砜支撑膜，去除多余的溶液，倒入等量的第二相，浸泡100秒，待反应完成后用正己烷溶液冲洗表面，放入80℃鼓风烘箱中热复合5min后取出得到荷正电复合纳滤膜样品2，将其保存在纯水中备用。
荷正电复合纳滤膜样品3的表面形貌SEM图见图1，荷正电复合纳滤膜样品3的截面形貌SEM图见图2。
实施例4
本实施例分别对商业采购的聚醚砜基膜、荷负电复合纳滤膜对比样1、荷正电复合纳滤膜样品1、荷正电复合纳滤膜样品2和荷正电复合纳滤膜样品3的纯水通量以及对氯化镁、氯化钠截留进行评价表征试验，具体实验结果见表1。
表1不同样品的纯水通量以及对氯化镁、氯化钠截留结果
Figure BDA0002393021060000071
从表1中可以看出，虽然荷正电复合纳滤膜样品1的多价阳离子分离效率好于荷负电复合纳滤膜对比样1，但是其对氯化镁的截留率为94.1％，氯化钠的截留率为75％，仍有很大的提升空间。另一方面，本发明荷正电复合纳滤膜样品2制备过程中以季胺化聚乙烯亚胺为原料，季胺化提高了聚乙烯亚胺的荷正电强度，且增强了材料的亲水性，但是荷正电复合纳滤膜样品2的氯化镁、氯化钠的截留率不仅没有提高，反而大幅度下降，尤其是对于氯化钠截留率仅18％，还不及荷负电复合纳滤膜对比样1对于氯化钠截留效果，导致该情况的原因在于以季胺化聚乙烯亚胺作为原料，在实际的荷正电复合纳滤膜制备过程中：1.季胺化导致原料伯、仲胺基团减少，增强了空间位阻效应。2.季胺化导致原料分子量增大，减少了进入基膜膜孔中的胺类单体量，以上两个问题导致季胺化聚乙烯亚胺难以进入基膜内部。
而荷正电复合纳滤膜样品3制备过程中针对季胺化聚乙烯亚胺的不足，在荷正电复合纳滤膜制备过程中添加了两种物质：第一种是活化类物质DMAP和缚酸剂三乙胺，其用于降低空间位阻效应和增强反应效率。第二种是表面活性剂类十二烷基苯磺酸钠，其用于增强胺类单体量进入基膜膜孔的效率，从两个方面克服季胺化聚乙烯亚胺难以进入基膜内部问题。本发明制备得到的荷正电复合纳滤膜样品3的水通量为5.5Lm-2h-1bar-1，其对氯化镁、氯化钠、维多利亚蓝B的截留率分别为98.4％、80.3％和99.8％，即具有适中的水通量和优秀的氯化镁、氯化钠、维多利亚蓝B的截留率。相对于荷正电复合纳滤膜样品1提高了多价阳离子和阳离子小分子的分离效果，并且提高了纯水通量。

Claims (10)

1.一种荷正电复合纳滤膜，其特征在于，所述荷正电复合纳滤膜包括基膜和荷正电纳滤选择层，所述荷正电纳滤选择层由季铵化聚乙烯亚胺提供正电基团，其中所述季铵化聚乙烯亚胺的季胺化率为1～50％。
2.根据权利要求1所述的荷正电复合纳滤膜，其特征在于，所述基膜为聚砜、聚醚砜和聚丙烯腈超滤膜。
3.根据权利要求1所述的荷正电复合纳滤膜，其特征在于，所述季铵化聚乙烯亚胺分子量为200～200000，所述季铵化聚乙烯亚胺中伯胺基团、仲胺基团、叔胺基团和季铵基团的比例为1：5：1：3。
4.一种权利要求1所述荷正电复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将季铵化聚乙烯亚胺、活化类物质、缚酸剂和表面活性剂溶解于第一溶液中，得到第一反应溶液；
(2)将酰氯类单体溶解于第二溶液中，得到第二反应溶液；
(3)将第一反应溶液施加于基膜表面，保持第一时间后，将残留的第一反应溶液倒出，得到具有第一反应溶液的基膜；再将第二反应溶液施加于具有第一反应溶液的基膜表面进行界面聚合反应，保持第二时间后，将残留的第二反应溶液倒出，得到具有第一反应溶液和第二反应溶液的基膜；最后将具有第一反应溶液和第二反应溶液的基膜放置到烘箱中进行热复合，得到所述荷正电复合纳滤膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一溶液与步骤(2)中所述第二溶液彼此不互溶；步骤(1)中所述第一溶液为水；步骤(2)中所述第二溶液为正己烷、正庚烷或正十二烷。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中活化类物质选自活化金属或4-二甲氨基吡啶，所述活化金属选自铝、锌、铁；所述缚酸剂选自三乙胺、氢氧化钠；所述表面活性剂苄基三甲基氯化铵、樟脑磺酸、十二烷基苯磺酸钠。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一反应溶液中季铵化聚乙烯亚胺质量浓度为0.5～5％；所述活化类物质为活化金属时，所述活化类物质的质量浓度为0.001～0.01％；所述活化类物质为4-二甲氨基吡啶时，所述活化类物质的质量浓度为0.005～0.02％；所述缚酸剂的质量浓度为0.01～0.05％；所述表面活性剂的质量浓度为0.005～0.02％。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中酰氯类单体是均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯；步骤(2)中所述第二反应溶液中酰氯类单体质量浓度为0.005～0.05％。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中保持第一时间为保持10～640s；保持第二时间为保持5～320s；热复合温度为30～120℃，热复合时间为10～600s。
10.一种权利要求1所述的荷正电复合纳滤膜的应用，所述荷正电复合纳滤膜作为含多价阳离子和阳离子小分子型水淡化膜使用。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112993351A (zh) * 2021-02-08 2021-06-18 四川大学 一种燃料电池阴离子交换膜及其制备方法
CN113019148A (zh) * 2021-04-08 2021-06-25 南阳师范学院 一种荷正电复合纳滤膜的制备方法
CN113083032A (zh) * 2021-04-26 2021-07-09 贵州省材料产业技术研究院 一种荷正电共混超滤膜及其制备方法
CN113262644A (zh) * 2021-04-28 2021-08-17 蓝星（杭州）膜工业有限公司 一种新型的高通量荷正电纳滤膜及其制备方法
CN115090123A (zh) * 2022-07-01 2022-09-23 浙江理工大学 一种基于荷正电纳米材料中间层的纳滤膜制备及其应用
CN115121119A (zh) * 2022-07-18 2022-09-30 中国农业大学 一种荷正电纳滤膜的制备方法及应用
CN115364684A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 天津大学 一种高通量荷正电纳滤膜及其制备方法
CN115414791A (zh) * 2022-08-15 2022-12-02 华中科技大学 一种表面季铵化改性纳滤膜及制备与盐湖镁锂分离的应用
CN115845640A (zh) * 2022-12-22 2023-03-28 昆明理工大学 一种荷正电复合纳滤膜及其制备方法和应用
CN116531961A (zh) * 2023-07-04 2023-08-04 中国农业大学 一种用于去除核放射性废水中铀、铯的荷正电纳滤膜及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000050161A1 (en) * 1999-02-25 2000-08-31 Pall Corporation Positively charged membrane
CN101301591A (zh) * 2008-01-16 2008-11-12 浙江大学 一种聚四氟乙烯分离膜表面亲水化改性的方法
CN101530748A (zh) * 2009-03-17 2009-09-16 郑州大学 界面聚合反应制备复合荷电镶嵌膜的方法
CN107362700A (zh) * 2017-08-03 2017-11-21 南京工业大学 一种染料中间体的纳滤分离方法
CN107649008A (zh) * 2017-06-22 2018-02-02 深圳先进技术研究院 基于黏性多元胺水溶液的聚酰胺复合纳滤膜的制备方法
CN108219170A (zh) * 2017-12-31 2018-06-29 浙江工业大学 一种利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜的制备和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000050161A1 (en) * 1999-02-25 2000-08-31 Pall Corporation Positively charged membrane
CN101301591A (zh) * 2008-01-16 2008-11-12 浙江大学 一种聚四氟乙烯分离膜表面亲水化改性的方法
CN101530748A (zh) * 2009-03-17 2009-09-16 郑州大学 界面聚合反应制备复合荷电镶嵌膜的方法
CN107649008A (zh) * 2017-06-22 2018-02-02 深圳先进技术研究院 基于黏性多元胺水溶液的聚酰胺复合纳滤膜的制备方法
CN107362700A (zh) * 2017-08-03 2017-11-21 南京工业大学 一种染料中间体的纳滤分离方法
CN108219170A (zh) * 2017-12-31 2018-06-29 浙江工业大学 一种利用PEI交联的PECH/nylon复合阴离子交换膜的制备和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
T. K. DEY，ET AL: "Development, Characterization and Performance Evaluation of Positively-Charged Thin Film-Composite Nanofiltration Membrane Containing Fixed Quaternary Ammonium Moieties", 《SEPARATION SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
杨艳红: "荷正电纳滤膜的制备研究", 《河南化工》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112993351A (zh) * 2021-02-08 2021-06-18 四川大学 一种燃料电池阴离子交换膜及其制备方法
CN113019148A (zh) * 2021-04-08 2021-06-25 南阳师范学院 一种荷正电复合纳滤膜的制备方法
CN113083032A (zh) * 2021-04-26 2021-07-09 贵州省材料产业技术研究院 一种荷正电共混超滤膜及其制备方法
CN113262644A (zh) * 2021-04-28 2021-08-17 蓝星（杭州）膜工业有限公司 一种新型的高通量荷正电纳滤膜及其制备方法
CN115090123A (zh) * 2022-07-01 2022-09-23 浙江理工大学 一种基于荷正电纳米材料中间层的纳滤膜制备及其应用
CN115090123B (zh) * 2022-07-01 2024-02-20 浙江理工大学 一种基于荷正电纳米材料中间层的纳滤膜制备及其应用
CN115121119B (zh) * 2022-07-18 2023-12-15 中国农业大学 一种荷正电纳滤膜的制备方法及应用
CN115121119A (zh) * 2022-07-18 2022-09-30 中国农业大学 一种荷正电纳滤膜的制备方法及应用
CN115414791A (zh) * 2022-08-15 2022-12-02 华中科技大学 一种表面季铵化改性纳滤膜及制备与盐湖镁锂分离的应用
CN115414791B (zh) * 2022-08-15 2024-04-19 华中科技大学 一种表面季铵化改性纳滤膜及制备与盐湖镁锂分离的应用
CN115364684A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 天津大学 一种高通量荷正电纳滤膜及其制备方法
CN115845640A (zh) * 2022-12-22 2023-03-28 昆明理工大学 一种荷正电复合纳滤膜及其制备方法和应用
CN116531961B (zh) * 2023-07-04 2023-09-19 中国农业大学 一种用于去除核放射性废水中铀、铯的荷正电纳滤膜及其制备方法
CN116531961A (zh) * 2023-07-04 2023-08-04 中国农业大学 一种用于去除核放射性废水中铀、铯的荷正电纳滤膜及其制备方法

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